KR101753446B1 - Directional Back Light Unit, Method of operating the same and Display device including the Directional Back Light Unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지향성 백라이트 유닛, 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법 및 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 적어도 하나 이상의 광원; 상기 광원에 인접하여 위치하는 제1 광학 플레이트층; 상기 제1 광학 플레이트층 상단에 위치하고, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 제2 광학 플레이트층; 및 상기 제2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛이 투과되는 광학시트를 포함하는 지향성 백라이트 유닛, 상기 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법 및 상기 지향성 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 시청자의 시청 위치에 따라, 백라이트 유닛의 빛 방출 방향 및 방출 영역을 효과적으로 조절할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directional backlight unit, a method of operating the directional backlight unit, and a display device, and more particularly, to at least one light source; A first optical plate layer positioned adjacent to the light source; A second optical plate layer positioned at an upper end of the first optical plate layer and receiving light from the light source; And an optical sheet through which light emitted from the second optical plate layer is transmitted, a method of operating the directional backlight unit, and a display device including the directional backlight unit. The present invention can effectively control the light emitting direction and the emitting area of the backlight unit according to the viewing position of the viewer.

Description

지향성 백라이트 유닛, 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법 및 상기 지향성 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 디바이스{Directional Back Light Unit, Method of operating the same and Display device including the Directional Back Light Unit}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directional backlight unit, a method of operating the directional backlight unit, and a display device including the directional backlight unit,

본 발명은 빛의 방향을 조절할 수 있는 지향성 백라이트 유닛, 상기 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법 및 상기 지향성 백라이트 유닛을 구비한 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
The present invention relates to a directional backlight unit capable of adjusting the direction of light, a method of operating the directional backlight unit, and a display device having the directional backlight unit.

백라이트 유닛은 적색광, 녹생광 및 청색광을 포함하는 백색광을 방출하며, 발광형 표시 장치, 정보 통신기 및 표시 화상용 광원 등에 이용되고 있다. 이러한 백라이트 유닛은 CCFL(냉음극 형광램프), 질화 갈륨 화합물 등과 같은 반도체 발광 소자 등을 이용하고 있다. 최근에, 3D 디스플레이에 대한 기술 발전에 의해서 지향성 백라이트에 대한 관심이 높아지고 있다. The backlight unit emits white light including red light, green light, and blue light, and is used for a light emitting display device, an information communication device, a light source for a display image, and the like. Such a backlight unit uses a semiconductor light emitting element such as a CCFL (cold cathode fluorescent lamp), a gallium nitride compound, or the like. In recent years, interest in directional backlight has been increasing due to technological advances in 3D display.

종래의 지향성 백라이트로서, US 2011/0285927에서 개시한 지향성 백라이트는, 특정영역(RE, LE)으로 백라이트 광을 보내기 위하여 백라이트 유닛의 두 개의 광원 중 어느 하나를 광도파로에 입사 시키고 재배향 필름(Redirecting film)을 이용하고 있다. 이러한 구조는 3D를 볼 수 있는 영역이 장치에 의하여 고정되어 있기 때문에 3D를 영상을 보기 위해서는 특정영역에 두 눈을 위치시켜야 하고, 두 눈의 위치를 움직이게 되면 3D 영상이 깨지는 영역이 발생한다. 또한, 다른 종래의 지향성 백라이트로서, US 2012/0314145에서는, 특정 광원 어레이를 켜면, 특정 방향으로 백라이트의 광을 보내는 방식을 적용한 백라이트 유닛을 개시하고 있다. 하지만, 이러한 방식은 광원 어레이가 부착된 구조물에 의하여 백라이트의 광을 보낼 수 있는 영역이 고정되어 있으므로, 3D 영상을 시청하기 위한 영역이 제한되는 문제점이 있다.
As a conventional directional backlight, a directional backlight disclosed in US 2011/0285927 has a structure in which any one of two light sources of a backlight unit is incident on an optical waveguide to transmit backlight to a specific region (RE, LE) film. Since the 3D viewable area is fixed by the device, it is necessary to position two eyes in a specific area to view the 3D image, and when the positions of the two eyes are moved, the 3D image is broken. As another conventional directional backlight, US2003 / 0314145 discloses a backlight unit in which a back light is transmitted in a specific direction when a specific light source array is turned on. However, this method has a problem that the area for viewing the 3D image is limited because the area where the light of the backlight can be transmitted is fixed by the structure having the light source array attached thereto.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시청자의 위치 변화에 따라 백라이트 유닛의 빛 방향 및 빛의 전달 영역을 조절할 수 있는 지향성 백라이트 유닛, 상기 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법 및 상기 지향성 백라이트 유닛을 구비한 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a directional backlight unit capable of adjusting a light direction and a light transmission area of a backlight unit according to a position change of a viewer, To a display device.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 양상은,According to an aspect of the present invention,

적어도 하나 이상의 광원; 상기 광원에 인접하여 위치하는 제1 광학 플레이트층; 상기 제1 광학 플레이트층 상단에 위치하고, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 제2 광학 플레이트층; 및 상기 제2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛이 투과되는 광학시트를 포함하고, 상기 제2 광학 플레이트층 상에 가변 격자부가 형성된 것인, 지향성 백라이트 유닛에 관한 것이다.
At least one light source; A first optical plate layer positioned adjacent to the light source; A second optical plate layer positioned at an upper end of the first optical plate layer and receiving light from the light source; And an optical sheet through which light emitted from the second optical plate layer is transmitted, wherein a variable grating portion is formed on the second optical plate layer.

상기 가변 격자부의 격자 주기, 곡률 또는 이 둘을 변화시켜 상기 제2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛의 방향이 조절될 수 있다.
The grating period, curvature, or both of the variable grating portions may be changed to adjust the direction of light emitted from the second optical plate layer.

상기 가변 격자부는 전압, 전류, 자기장, 초음파 및 열 중 1종 이상에 따라 격자 주기가 변화될 수 있다. 또한, 상기 가변 격자부는 전압, 전류, 자기장, 초음파 및 열 중 1종 이상에 따라 곡률이 변화될 수 있다.
The lattice period of the variable grating portion may be changed according to at least one of voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave, and heat. In addition, the variable grating portion may be changed in curvature depending on at least one of voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave, and heat.

상기 백라이트 유닛은 외부 신호에 따라 상기 가변 격자부의 격자 주기 및 곡률을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 가변 격자부에 인가되는 전압, 전류, 초음파, 자기장 및 열 중 1종 이상을 제어할 수 있다. The backlight unit may further include a controller for controlling the lattice period and curvature of the variable grating according to an external signal. In addition, the controller may control at least one of voltage, current, ultrasonic wave, magnetic field, and heat applied to the variable grating.

본 발명의 다른 양상은, According to another aspect of the present invention,

광원으로부터 출력된 빛을 제2 광학 플레이트층에 입사시키는 단계, 상기 2 광학 플레이트층 상에 가변 격자부가 형성됨; 적어도 하나의 시청자의 위치를 감지하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 가변 격자부의 격자 주기를 연속적으로 변화시켜, 상기 2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛의 방향을, 상기 감지된 시청자 위치로 조절하는 단계; 를 포함하는 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법에 관한 것이다. Causing light output from the light source to enter the second optical plate layer, wherein a variable grating portion is formed on the two optical plate layers; Sensing a position of at least one viewer; And continuously changing the grating period of the at least one variable grating to adjust the direction of light emitted from the two optical plate layers to the sensed viewer position; And a method of operating the directional backlight unit.

상기 2 광학 플레이트층의 가변 격자부의 격자 주기는 전압, 전류, 초음파, 자기장 및 열 중 1 이상에 의해 변화될 수 있다. 또한, 상기 빛의 방향을 조절하는 단계에서 상기 가변 격자부의 곡률 변화를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 곡률 변화는 전압, 전류, 자기장, 초음파 및 열 중 1종 이상에 의해 변화될 수 있다. The lattice period of the variable grating portion of the two optical plate layers may be changed by at least one of voltage, current, ultrasonic wave, magnetic field and heat. The method may further include changing the curvature of the variable grating at the step of adjusting the direction of the light. In addition, the curvature change may be changed by at least one of voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave, and heat.

본 발명의 또 다른 양상은, According to yet another aspect of the present invention,

본 발명의 지향성 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛에서 방출되는 빛을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고, 상기 표시패널은, 액정층 및 액정층 상단에 컬러필터층을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
The directional backlight unit of the present invention; And a display panel for displaying an image using light emitted from the backlight unit, wherein the display panel includes a liquid crystal layer and a color filter layer on top of the liquid crystal layer.

본 발명에 의한 백라이트 유닛은 원하는 방향 및 원하는 영역만큼 빛의 방출을 조절할 수 있다. The backlight unit according to the present invention can control the emission of light by a desired direction and a desired region.

또한, 본 발명에 의한 백라이트 유닛은 불필요한 영역으로 빛을 보낼 필요가 없어 전력 소모 등을 낮출 수 있다. In addition, the backlight unit according to the present invention does not need to transmit light to an unnecessary area, thereby reducing power consumption and the like.

또한, 본 발명에 의한 디스플레이 디바이스는 동시에 여러 시청자가 존재할 경우에 각 시청자에게 다른 영상을 제공할 수 있다. In addition, the display device according to the present invention can provide different images to each viewer when there are a plurality of viewers at the same time.

또한, 본 발명에 의한 디스플레이 디바이스는 연속적으로 빛의 방출 방향이 변경되어 3D 영상 시청을 실현할 수 있다.
Further, the display device according to the present invention can continuously view the 3D image by changing the emission direction of the light.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 빛 방향 조절을 간략하게 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 빛 방향 조절을 간략하게 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 빛의 방출 영역 조절을 간략하게 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 디바이스의 구성도를 나타낸 것이다.1 is a block diagram of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a simplified view of light direction control of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a simplified view of light direction control of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a simplified view of light emission area adjustment of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a display device including a backlight unit according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

본 발명은 지향성 백라이트 유닛(100)에 관한 것으로, 도 1에 제시한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)을 참조하여 설명한다. The present invention relates to a directional backlight unit 100, which will be described with reference to a backlight unit 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성도를 나타낸 것이다.1 is a block diagram of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

지향성 백라이트 유닛(100)은 시청자의 위치에 따라 백라이트의 빛 방향 및 빛 전달 영역을 제어할 수 있다. The directional backlight unit 100 can control the light direction of the backlight and the light transmission area according to the position of the viewer.

지향성 백라이트 유닛(100)은 광원(120), 광학 플레이트부(130), 광학시트부(140), 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 광원(120)은 광학플레이트부(130)의 일측면 또는 양측면에 배치되어 광을 출력하는데, 선광원 또는 면광원으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 광원(120)은 단색 또는 적색, 녹색 및 청색의 광원을 갖는 열음극관, 냉음극관(CCFL), LED, OLED, 레이저 다이오드, 외부 전극 형광 램프(EEFL) 등일 수 있다. The directional backlight unit 100 may include a light source 120, an optical plate unit 130, an optical sheet unit 140, and a control unit 160. The light source 120 is disposed on one side or both sides of the optical plate unit 130 and outputs light. The light source 120 may be implemented as a linear light source or a planar light source. For example, the light source 120 may be a hot cathode tube, a cold cathode tube (CCFL), an OLED, a laser diode, an external electrode fluorescent lamp (EEFL), or the like, having a single color or a red,

광학플레이트부(130)는 광원(120)에서 방출된 빛의 방향을 조절하고, 면광원을 형성하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 광학 플레이트층(131) 및 제2 광학 플레이트층(132)을 포함할 수 있다. The optical plate unit 130 adjusts the direction of the light emitted from the light source 120 and forms a surface light source. According to an embodiment of the present invention, the first optical plate layer 131 and the second optical plate Layer 132 as shown in FIG.

제1 광학 플레이트층(131)은 광원(120)에서 방출된 빛의 손실 없이, 제2 광학 플레이트층(132) 전체로 빛을 발산시키기 위한 것으로, 제2 광학 플레이트층(132)의 하단에 위치한다. 예를 들어, 제2 광학 플레이트층(132)의 구성물질에 비하여 낮은 굴절율을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 이는 제2 광학 플레이트층(132)으로 입사된 빛의 손실을 최소화하고, 제2 광학 플레이트층(132)에서 고휘도의 빛 방출을 가능하게 한다. The first optical plate layer 131 is for emitting light to the entire second optical plate layer 132 without loss of light emitted from the light source 120 and is disposed at the lower end of the second optical plate layer 132 do. For example, it may be composed of a material having a lower refractive index than the constituent material of the second optical plate layer 132. This minimizes the loss of light incident on the second optical plate layer 132 and allows for the emission of high brightness light in the second optical plate layer 132.

제2 광학 플레이트층(132)은 광원(120)으로부터 빛이 입사되고, 상기 입사된 빛을 가이드하여 면광원으로 방출한다. 특히, 빛의 방출시, 시청자 방향으로 빛의 방출각 및 빛의 방출 영역의 범위를 조절할 수 있다. 제2 광학 플레이트층(132) 상에 가변 격자부(133)가 형성되며, 가변 격자부(133)는 이의 격자 주기 및 곡률의 변화에 따라, 제2 광학 플레이트층(132)에서 방출되는 빛의 방향 및 특정 방향으로 전달되는 빛의 영역 범위를 조절할 수 있다. 즉, 가변 격자부(133)는 전압, 전류, 자기장, 초음파 및 열 중 1종 이상에 따라 격자 주기가 변화되고, 빛의 방출 각도를 조절할 수 있다.
The second optical plate layer 132 receives light from the light source 120 and guides the incident light to the surface light source. In particular, when emitting light, it is possible to adjust the emission angle of the light toward the viewer and the range of the emission region of the light. The variable grating portion 133 is formed on the second optical plate layer 132 and the variable grating portion 133 is formed on the second optical plate layer 132 in accordance with the change of the grating period and the curvature thereof. Direction and the range of regions of light transmitted in a specific direction. That is, the variable grating 133 changes the grating period according to at least one of voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave, and heat, and can adjust the emission angle of light.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 빛 방향 조절 구성을 상세하게 설명한다. 2 and 3, the configuration of the light direction control of the backlight unit according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 빛 방향 조절을 간략하게 나타낸 것으로, 제1 시청 방향으로 백라이트 유닛의 빛이 향하도록, 격자 주기(133)를 변화시켜 빛의 방출각을 조절한다. FIG. 2 is a schematic view illustrating a light direction adjustment of a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 2, a grating period 133 is changed so that light of a backlight unit is directed in a first viewing direction, do.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 빛 방향 조절을 간략하게 나타낸 것으로, 제2 시청 방향으로 백라이트 유닛의 빛이 향하도록, 적어도 하나의 가변 격자부(133)의 격자 주기를 변화시켜 빛의 방출각을 조절한다.FIG. 3 is a schematic view illustrating a light direction control of a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the grating period of at least one variable grating unit 133 is changed Thereby adjusting the emission angle of the light.

또한, 곡률을 변화시켜 특정 영역으로 빛의 방출 범위를 X-Y축 방향으로 조절할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 빛의 방출 영역 조절을 간략하게 나타낸 것으로, 특정 방향으로 백라이트 유닛의 빛이 향하도록, 적어도 하나의 가변 격자부(133)의 격자 주기를 변화시켜 빛의 방출각을 조절하고, 적어도 하나의 가변격자의 곡률을 변화시켜 특정 방향으로 향하는 빛의 방출 범위가 제1 영역(Pxy) 범위가 되도록 방출 빛의 X-Y축 방향을 조절한다. In addition, the curvature can be changed to adjust the light emission range to a specific region in the X-Y axis direction. FIG. 4 is a schematic view illustrating adjustment of a light emitting region of a backlight unit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the grating period of at least one variable grating portion 133 is changed so that light of a backlight unit is directed in a specific direction. And adjusts the XY axis direction of the emitted light so that the emission range of the light directed in a specific direction is in the first range (Pxy) by changing the curvature of the at least one variable grating.

가변 격자부(133)는 전압, 전류, 자기장, 초음파, 열 등에 따른 굴절율을 변화시켜 격자 주기가 조절될 수 있고, 전압, 전류, 자기장, 초음파, 열에 따라 곡률이 조절될 수 있다. The lattice period can be controlled by varying the refractive index according to voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave, heat, etc., and the curvature can be adjusted according to voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave or heat.

제2 광학 플레이트층(132)은 표면에 가변 격자부의 형성이 가능하고, 광원에서 입사된 빛을 고휘도로 방출할 수 있으며, 전압, 전류, 자기장, 초음파, 열 등에 따라 광학적 특성이 조절되어 격자 주기 및 격자 곡률이 조절될 수 있는 물질로 이루어진다. The second optical plate layer 132 can form a variable grating on the surface thereof and can emit light incident from the light source with high brightness and can control the optical characteristics according to voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave, And a material whose lattice curvature can be controlled.

광학시트부(140)는 제2 광학 플레이트층(132)의 상단에 배치되고, 제2 광학 플레이트층(132)에서 방출된 빛을 균일한 면광원으로 가공하거나 또는 빛의 휘도 및 외관 품질을 향상시켜 표시패널(200)로 공급한다. 백라이트 유닛(100)에 사용될 수 있는 일체의 광학시트로 이루어질 수 있고, 이러한 광학시트는 빛의 굴절, 집광, 광확산 등의 기능을 제공한다. 예를 들어, 제2 광학 플레이트층(132)에서 방출되는 빛을 확산시키는 확산시트(미도시), 상기 확산시트에 의해 확산된 빛을 집광시키는 프리즘 시트(미도시) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 프리즘 시트의 상단에 배치되어 프리즘 시트를 보호하는 보호시트(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이외에, 광학시트부(140)에 통상적으로 사용되는 광학시트가 더 사용될 수 있다. 예를 들어, 편광판, 지연막, 집광시트, 윈도우 필름 등일 수 있다. 광학시트부(140)의 구성은 본 발명의 기술 분야에서 적용되는 것이라면, 제한 없이 사용될 수 있다.
The optical sheet portion 140 is disposed at the top of the second optical plate layer 132 and is formed by processing light emitted from the second optical plate layer 132 into a uniform surface light source or improving the brightness and appearance quality of light To the display panel (200). And an optical sheet that can be used for the backlight unit 100. Such an optical sheet provides functions such as refraction of light, condensation, and light diffusion. For example, a diffusion sheet (not shown) for diffusing light emitted from the second optical plate layer 132, a prism sheet (not shown) for condensing light diffused by the diffusion sheet, and the like may be included. Further, a protective sheet (not shown) disposed at the top of the prism sheet to protect the prism sheet may be included. In addition, an optical sheet conventionally used for the optical sheet portion 140 may further be used. For example, a polarizing plate, a retardation film, a condensing sheet, a window film, or the like. The configuration of the optical sheet portion 140 can be used without limitation as long as it is applied in the technical field of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성도를 나타낸 것이다.5 is a configuration diagram of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 백라이트 유닛은, 제어부(160), 광학 플레이트부(130), 제1 광학 플레이트층(131), 제2 광학 플레이트층(132), 가변 격자부(133), 및 투명 히터 전극(170)을 포함할 수 있다.5, the backlight unit includes a control unit 160, an optical plate unit 130, a first optical plate layer 131, a second optical plate layer 132, a variable grating unit 133, Electrode 170 may be included.

제어부(160)는 시청자의 위치를 감지한 외부 신호에 따라, 제2 광학 플레이트층(132)에 전압, 전류, 자기장, 초음파 및 열 등을 인가하여, 가변 격자부(133)의 광학적 특성을 변화시켜 격자 주기 및 격자 곡률을 변화시킨다. 예를 들어, 제어부(160)는 열공급기, 전류공급기 등일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 광학 플레이트층(132)의 내부에 투명 전극(170) 또는 투명 히터 전극(170)을 도입하고, 제어부(160)에 의해 전류 또는 열을 공급하여 가변 격자부(133)의 굴절율을 조절할 수 있다.The control unit 160 applies voltage, current, magnetic field, ultrasonic wave, heat, or the like to the second optical plate layer 132 according to an external signal that senses the position of the viewer to change the optical characteristic of the variable grating unit 133 To change the grating period and the grating curvature. For example, the controller 160 may be a heat supplier, a current supplier, or the like. More specifically, the transparent electrode 170 or the transparent heater electrode 170 is introduced into the second optical plate layer 132, and current or heat is supplied by the control unit 160, The refractive index can be adjusted.

상기 시청자의 위치는 본 발명에 의한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 디바이스에 장착된 센서를 통하여 감지할 수 있고, 본 발명에서는 상기 센서의 구성에 대해서는 특별히 제한하지 않는다.
The position of the viewer can be detected through a sensor mounted on a display device including a backlight unit according to the present invention, and the configuration of the sensor is not particularly limited in the present invention.

본 발명은 상기 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 빛을 제2 광학 플레이트층에 입사시키는 단계; 시청자의 위치를 감지하는 단계; 및 빛의 방향을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. The present invention relates to a method of operating the directional backlight unit, and more particularly, to a method of operating a directional backlight unit comprising: directing light to a second optical plate layer; Sensing a position of a viewer; And adjusting the direction of light.

상기 빛을 제2 광학 플레이트층에 입사시키는 단계는 인접한 광원으로부터 출력된 빛을 제2 광학 플레이트층에 입사시킨다. The step of causing the light to enter the second optical plate layer causes the light output from the adjacent light source to enter the second optical plate layer.

상기 시청자의 위치를 감지하는 단계는 디스플레이 디바이스에 장착된 센서에 의해서 적어도 하나의 시청자의 위치를 감지한다. The step of sensing the position of the viewer senses the position of at least one viewer by means of a sensor mounted on the display device.

상기 빛의 방향을 조절하는 단계는 감지된 시청자의 위치에 따라, 적어도 하나의 가변 격자부의 주기를 연속적으로 변화시켜, 상기 제2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛의 방향을 조절한다. 이는 시청자의 위치가 변화되면 이에 대응하여 연속적으로 가변 격자부의 주기를 변경하여, 시청자의 위치에 따라 빛의 방향을 조절한다. 또한, 다수의 시청자가 존재할 경우에, 각 위치에서 시청자가 영상을 볼 수 있도록, 가변 격자부의 격자 주기를 연속적으로 변경하여 빛의 방향을 조절하고, 빛의 방향에 따라 표시패널을 통하여 다른 영상을 제공할 수 있다. The step of adjusting the direction of the light continuously changes the period of the at least one variable grating part according to the position of the sensed viewer to adjust the direction of the light emitted from the second optical plate layer. This changes the period of the variable grating continuously in response to the change of the position of the viewer, and adjusts the direction of the light according to the position of the viewer. In addition, when there are a plurality of viewers, the grating period of the variable grating portion is continuously changed so that the viewer can view the image at each position, and the direction of the light is adjusted. .

또한, 상기 빛의 방향을 조절하는 단계에서, 시청자 위치에 따라, 방출되는 빛의 영역 범위를 조절할 수 있다.
Further, in the step of adjusting the direction of the light, the range of the emitted light can be adjusted according to the position of the viewer.

본 발명은 상기 지향성 백라이트 유닛을 구비한 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 상기 디스플레이 디바이스는 백라이트 유닛이 적용 가능한 디바이스라면, 특별히 제한하지 않으며, 바람직하게는 LCD 디스플레이 디바이스, LED 디스플레이 디바이스, 전자 페이퍼 등일 수 있으며, 더 바람직하게는 3D 영상 재현을 위한 LCD 디스플레이 디바이스일 수 있다.
The present invention relates to a display device having the directional backlight unit. The display device may be an LCD display device, an LED display device, an electronic paper or the like, and more preferably an LCD display device for 3D image reproduction, provided that the backlight unit is applicable.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 지향성 백라이트 유닛을 구비한 디스플레이 디바이스는 도 6을 예를 들어 설명한다. According to an embodiment of the present invention, a display device having the directional backlight unit will be described with reference to FIG. 6, for example.

도 6은 본 발명에 의한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 디바이스의 구성도를 나타낸 것이다.6 is a block diagram of a display device including a backlight unit according to the present invention.

디스플레이 디바이스는 본 발명에 의한 백라이트 유닛(100); 및 상기 백라이트 유닛(100)에서 방출되는 빛을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(200)을 포함하고, 상기 표시패널(200)은 액정층(207) 및 컬러필터층(215)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 백라이트 유닛(100)은 상기 언급한 바와 같이, 광원(120), 광학플레이트부(130) 및 광학시트부(140)를 포함한다. The display device includes the backlight unit 100 according to the present invention; And a display panel 200 displaying an image using light emitted from the backlight unit 100. The display panel 200 may include a liquid crystal layer 207 and a color filter layer 215 . More specifically, the backlight unit 100 includes the light source 120, the optical plate unit 130, and the optical sheet unit 140, as described above.

표시패널(200)은, 액정층(207) 및 컬러구현을 위한 컬러필터층(215, 적색:R, 녹색:G, 청색:B; 215a, 215b, 215c)를 포함할 수 있다. The display panel 200 may include a liquid crystal layer 207 and a color filter layer 215 (red: R, green: G, blue: B: 215a, 215b, 215c) for color implementation.

액정층(207)은, TFT 어레이 기판 상에 형성되고, 상기 TFT 어레이 기판은 TFT(미도시) 및 빛 투과율 제어를 위한 화소전극(205)을 포함하고, 화소전극(205) 하단에 하측 유기기판(203)을 포함한다. 또한, 유기기판(203)의 하단에 백라이트 유닛(100)에서 조사되는 빛을 편광시키는 하측 편광판(201)을 포함한다. The liquid crystal layer 207 is formed on a TFT array substrate, and the TFT array substrate includes a TFT (not shown) and a pixel electrode 205 for light transmittance control, (203). Further, a lower polarizer 201 for polarizing light emitted from the backlight unit 100 is disposed on the lower end of the organic substrate 203.

컬러필터층(215)은 컬러 영상 구현을 위한 것으로, 공통전극(209) 상단에 형성되고, 빛이 새는 것을 방지하기 위해서 블랙매트릭스(217)와 함께 형성된다. 또한, 컬러필터층(215)의 상단에 상측 유리기판(211), 및 컬러필터층(215)을 투과한 빛을 편광시키는 상측 편광판(213)이 배치된다. The color filter layer 215 is formed on the top of the common electrode 209 for the color image implementation and is formed with a black matrix 217 to prevent light from leaking. An upper glass substrate 211 and an upper polarizer 213 for polarizing light transmitted through the color filter layer 215 are disposed on the upper end of the color filter layer 215.

상기 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 디바이스는, 본 발명의 기술 분야에서 알려진 공정을 채택하여 제조될 수 있으며, 본 발명에서는 제조방법에 대해서 특별히 제한하지 않는다. The display device including the backlight unit can be manufactured by adopting a process known in the technical field of the present invention, and the manufacturing method is not particularly limited in the present invention.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

100: 백라이트유닛
120: 광원
130: 광학플레이트부
131: 제1 광학 플레이트층
132: 제2 광학 플레이트층
133: 가변 격자부
140: 광학시트부
160: 제어부
200: 표시패널
201: 하측 편광판
203: 하측 유리기판
205: 화소전극
207: 액정층
209: 공통 전극
211: 상측 유리기판
213: 상측 편광판
215: 컬러필터층
217: 블랙매트릭스
P1: 제1 시청 방향
P2: 제2 시청 방향
Pxy: 제1 영역100: Backlight unit
120: Light source
130: Optical plate part
131: first optical plate layer
132: second optical plate layer
133: variable grating section
140: Optical sheet part
160:
200: display panel
201: Lower polarizer plate
203: Lower glass substrate
205:
207: liquid crystal layer
209: common electrode
211: upper glass substrate
213: Upper polarizer
215: Color filter layer
217: Black Matrix
P1: 1st viewing direction
P2: the second viewing direction
Pxy: first region

Claims (12)

적어도 하나 이상의 광원;
상기 광원에 인접하여 위치하는 제1 광학 플레이트층;
상기 제1 광학 플레이트층 상단에 위치하고, 상기 광원으로부터 빛이 입사되는 제2 광학 플레이트층; 및
상기 제2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛이 투과되는 광학시트를 포함하고,
상기 제2 광학 플레이트층 표면 상에 가변 격자부가 형성되고,
상기 가변 격자부에 의해서 빛의 방향이 조절되어 방출되는 빛은 광학 시트를 투과하는 것인,
지향성 백라이트 유닛.
At least one light source;
A first optical plate layer positioned adjacent to the light source;
A second optical plate layer positioned at an upper end of the first optical plate layer and receiving light from the light source; And
And an optical sheet through which light emitted from the second optical plate layer is transmitted,
A variable grating portion is formed on the surface of the second optical plate layer,
And the light emitted by the variable grating portion is emitted through the optical sheet.
Directional backlight unit.
제1항에 있어서,
상기 가변 격자부의 격자 주기, 곡률 또는 이 둘을 변화시켜 상기 제2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛의 방향, 빛의 x-y축의 면적 또는 이 둘이 조절되는 것인, 지향성 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein a direction of light emitted from the second optical plate layer, an area of an xy-axis of light, or both is adjusted by varying the grating period, curvature, or both of the variable grating portions.
제1항에 있어서,
상기 가변 격자부는 자기장, 초음파 및 열 중 1종 이상에 따라 격자 주기가 변화되는 것인, 지향성 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the variable grating portion changes in lattice period according to at least one of a magnetic field, an ultrasonic wave, and a heat.
제1항에 있어서,
상기 가변 격자부는 자기장, 초음파 및 열 중 1종 이상에 따라 곡률이 변화되는 것인, 지향성 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the variable grating portion is changed in curvature according to at least one of a magnetic field, an ultrasonic wave, and a heat.
제1항에 있어서,
상기 광학시트는 확산시트 또는 프리즘시트인 것인, 지향성 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the optical sheet is a diffusion sheet or a prism sheet.
제1항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 외부 신호에 따라, 상기 가변 격자부의 격자 주기 및 곡률을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것인, 지향성 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the backlight unit further comprises a control unit for controlling the lattice period and the curvature of the variable grating portion according to an external signal.
제6항에 있어서,
상기 제어부는 상기 가변 격자부에 인가되는 초음파, 자기장 및 열 중 1종 이상을 제어하는 것인, 지향성 백라이트 유닛.
The method according to claim 6,
Wherein the control unit controls at least one of an ultrasonic wave, a magnetic field, and a heat applied to the variable grating unit.
제1항 내지 제7항 중 한 항의 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법에 있어서,
광원으로부터 출력된 빛을 제2 광학 플레이트층에 입사시키는 단계, 상기 제2 광학 플레이트층 표면 상에 가변 격자부가 형성됨;
적어도 하나의 시청자의 위치를 감지하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 가변 격자부의 격자 주기를 연속적으로 변화시켜, 상기 제2 광학 플레이트층에서 방출되는 빛의 방향을, 상기 감지된 시청자 위치로 조절하는 단계; 를 포함하는,
지향성 백라이트 유닛의 작동 방법.
A method of operating a directional backlight unit according to any one of claims 1 to 7,
Entering a light output from a light source into a second optical plate layer; forming a variable grating portion on the surface of the second optical plate layer;
Sensing a position of at least one viewer; And
Continuously changing the grating period of the at least one variable grating to adjust the direction of light emitted from the second optical plate layer to the sensed viewer position; / RTI >
A method of operating a directional backlight unit.
제8항에 있어서,
상기 가변 격자부의 격자 주기는 초음파, 자기장 및 열 중 1 이상에 의해 변화되는 것인, 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the lattice period of the variable grating portion is changed by at least one of an ultrasonic wave, a magnetic field, and a heat.
제8항에 있어서,
상기 빛의 방향을 조절하는 단계에서 상기 가변 격자부의 곡률 변화를 더 포함하는 것인, 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법.
9. The method of claim 8,
Further comprising changing the curvature of the variable grating portion in the step of adjusting the direction of the light.
제10항에 있어서,
상기 곡률 변화는 자기장, 초음파 및 열 중 1종 이상에 의해 변화되는 것인, 지향성 백라이트 유닛의 작동 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the change in curvature is changed by at least one of a magnetic field, an ultrasonic wave, and a heat.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 지향성 백라이트 유닛; 및
상기 백라이트 유닛에서 방출되는 빛을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널; 을 포함하고,
상기 표시패널은, 액정층 및 액정층 상단에 컬러필터층을 포함하는,
디스플레이 디바이스.
8. A backlight unit comprising: the directional backlight unit according to any one of claims 1 to 7; And
A display panel for displaying an image using light emitted from the backlight unit; / RTI >
Wherein the display panel includes a liquid crystal layer and a color filter layer on an upper side of the liquid crystal layer,
Display device.
KR1020130141488A 2013-11-20 2013-11-20 Directional Back Light Unit, Method of operating the same and Display device including the Directional Back Light Unit KR101753446B1 (en)

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